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秦俊山、王志强S吴嬴S战东平2
作者:管理员    发布于:2017-10-10 09:02:14    文字:【】【】【

  中国冶金400系列不锈钢除尘灰复合喷吹预脱磷回收铬研究秦俊山、王志强S吴嬴S战东平2(1.酒泉钢铁(集团)有限责任公司不锈钢厂,甘肃嘉峪关7351002东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819)脱磷并回收Cr的可行性,计算表明,脱磷后Cr的回收率较高。与单喷相比,利用除尘灰复合喷吹处理后硅的含量显著下降,铁水预脱磷的处理周期减少了约15min处理所消耗的石灰和氧化铁皮都有所减少钢铁企业在生产过程中,会产生大量烟尘,这些烟尘通过除尘装置捕捉收集后,就形成了除尘灰111.目前,大部分的除尘灰回收利用比较困难。尤其是不锈钢厂排除的除尘灰,由于其含有铬、镍等物质,传统采用填埋方式处理,如果处置不当,会对环境造成很大的危害231.国外对不锈钢含镍废弃物处理主要有In-metco工艺、STAR熔融还原工艺和直接回收工艺+51.中国大规模不锈钢生产起步时间不长,国内没有比较成熟的工业化处理不锈钢除尘灰的处理工艺W.本文采用酒钢400系列不锈钢除尘灰开展复合喷吹脱磷回收铬研究,为国内400系列不锈钢除尘灰回收铬的工艺技术开发提供借鉴。

  1酒钢铁水预处理脱嶙现状酒钢不锈钢厂炼钢铁水预处理设备设计的脱磷处理量为(65±2)t/炉,所使用的脱磷喷吹方式为单吹钝化石灰粉,辅以顶加氧化铁皮、萤石等冷料进行脱磷处理。每炉处理周期在65min左右。经过1年多对处理工艺的优化,处理量已经增加到75t左右,处理时间控制在60min以内,但随着铁水处理量的不断增大,处理周期和顶加料量还会增加。

  2400系列不锈钢除尘灰脱嶙并回收Cr的可行性酒钢400系列不锈钢除尘灰成分见表1.可以看出,AOD转炉除尘灰在成分上和三脱除尘灰比较类似,参与脱磷反应最重要的FeO、Fe23质量分数虽略少于三脱除尘灰中的质量分数,但如果辅以顶加氧化铁皮,对于脱磷理论计算来讲,是没有问题的。

  Ci元素在除尘灰中是以Cn3的形式存在,但Cn3能否在脱磷过程中还原进入铁液中,收得率能达到多少,成为400系列不锈钢除尘灰用于脱磷的关键。

  因与同时存在于钢液中,脱磷终点的wci一般在3 5%左右,终点温度一般在13200左右。铁液中质量分数很低,计算时可以忽略不=1.可以使用如表1除尘灰成分(质量分数)化学成分转炉除尘灰(400系列)三脱除尘灰下公式进行计算终点ww的最大值。

  与氧化平衡关系式1101为:从计算的结果来看,尽管利用400系列转炉除尘灰进行复合喷吹,终点铁水的铬含量比较低,但对于后续AOD的冶炼还是很有帮助的。可以减少铬铁合金的用量,对于除尘灰本身也找到了有效的使用途径。

  3试验方法不锈钢冶炼过程中收集到的除尘灰主要来源于电炉沉降室、电炉水冷烟道、电炉灰仓、AOD烟道始端、AOD机力风冷器、AOD灰仓等除尘设备。由于各设备所收集到的除尘灰的量不同,且成分也有差别。为了在冶炼过程中稳定操作,本次试验所采用的除尘灰为AOD转炉冶炼400系列钢种所产生的粉尘,在正常情况下极易发生吸潮现象,造成粉尘黏度较大。如果直接装入脱磷站粉剂料仓进行使用,会造成粉剂流动不畅和管路堵塞的情况。因此,在使用前必须对其进行干燥、筛分、钝化等一系列处理后由专用的密闭槽车上至粉剂料仓方可作为炉料使用。

  不锈钢除尘灰随钝化石灰粉由喷吹管路进入铁水中,加入量受铁水成分的波动每炉略有不同,控制为700~1000kg/炉。在入炉时机的选择上,为保证除尘灰的充分反应,选择在前期和中期加入,后期主要以顶加氧化铁皮和顶吹氧气为主。试验钢种为304共9炉。

  4试验结果4.铁水脱磷前后成分对比复合喷吹前后的铁水化学成分见表2.表3为单独喷吹前后的铁水成分情况。可以看出,试验的复合喷吹工艺处理后的硅质量分数都小于0005%,而单喷的处理后硅质量分数一般都大于0005%.在第5炉中处理19min硅由原来的0258%降低到0002%,平均每分钟脱硅0013%,这说明复合喷吹脱硅能力大大超过单喷。复合喷出处理后磷质量分数(除5炉外)都小于0011%,平均脱磷率达到88. 47%,与采用单喷脱磷率接近。第5炉磷质量分数高主要是此炉硅质量分数较高,对脱磷造成了一定的影响。复合喷吹过程的平均脱硫率为51 33%,略低于单喷时的平均脱硫率。另外,可以看出,使用转炉除尘灰复合喷吹脱磷过程中Cr也得到了一定的回收,处理后wifti增加0. 4.铁水脱磷处理周期试验炉次的处理时间见表4.可以看出,9炉试验平均处理周期为21.7min比单喷处理周期减少了约15min. 4.物料消耗量铁水脱磷过程中的物料消耗量见表5.可以看出,此次试验中石灰消耗量较单喷平均降低了约除尘灰不锈钢除尘灰是!种粒度为37 m的400kg氧化铁皮由原来的1400kg减少到约除尘灰根据处理量及硅、磷质量分数的不同有右,但从处理后炉渣的状态看,炉渣还是有较稀或较干较大的不同。在处理过程中把萤石量调整到i⑴kg左的现象,这需在今后的试验中进-一步调整。

  表2复合喷吹前后的铁水化学成分(质量分数)炉次Si前Si后Mn前Mn后P前P后Cr前Cr后表3单喷处理前后的铁水化学成分(质量分数)Si前Si后P前P后3前S后脱磷率脱硫率平均值最小值最大值表4各炉次铁水预处理时间炉次平均处理时间/min炉次铁水量/t氧化铁皮消耗/石灰粉消耗/kg除尘灰/kg萤石消耗/kg氧气消耗/m3 4.4试验过程中发现的问题1除尘灰深加工问题转炉除尘灰与三脱除尘灰一样,由于本身粒度较小,黏度、密度较大。如果事先不进行干燥,添加钝化添加剂处理,极易在上、下料过程中造成堵料、堵罐故障的发生。因此,除尘灰使用前的深加工操作是必不可少的工序。

  2络元素回收率问题在前面的计算中,估算铬元素的收得率为96%从理论计算也可以达到这个值。但很多时候,由于现场生产条件的不同,实际的收得率和理论计算差距较大。所以,最终的收得率只有通过试验验证才能得出。

  4.4.3脱磷渣处理问题目前的脱磷终渣由于没有利用价值,所以处理方式都是通过渣罐倒运至渣场进行处理。但如果使用400系列除尘灰进行脱磷处理,必然有一部分铬元素进入渣中。而且,收得率越低,进入渣中的铬元素含量越高。如果铬元素含量超过一定比例,则必须考虑终渣的处理方法,是否对含铬的终渣进行再利用,如何利用,都需要事先考虑。

  4.4.4铁水铬成分化检验问题化验室在对铁水和钢水样化验方式上是不同的,铁水只化验常规五大元素的含量,对于铬元素没有化验指标。如果进行试验,则必须对铁水中含量很小的铬元素成分进行精确化验,否则无法得知试验的成功与否。因此,试验之前化验室需要做相关方面的工作。

  5结语从理论分析和现场实践来看,不锈钢400系列除尘灰用于铁水预处理复合喷吹脱磷不但可以节省氧化铁皮等固体料的使用用量,而且可以将除尘灰中的合金元素铬回收进入铁水当中用于不锈钢冶炼。实现了不锈钢含铬废弃物循环利用,降低生产成本。尤其重要的是社会效益明显,对当地的环境保护成绩显著,能够树立大型企业的良好社会公众形象。因此,将不锈钢除尘灰用于预处理脱磷复合喷吹,为不锈钢除尘灰的再利用开辟了一条新的途径。

脚注信息
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